Microprocesadores y Microcontroladores Área de Ingeniería Mecatrónica Carrera/programa de Licenciatura en Ingeniería Mecatrónica

Transcripción

1 Programa del curso MT7003 Microprocesadores y Microcontroladores Área de Ingeniería Mecatrónica Carrera/programa de Licenciatura en Ingeniería Mecatrónica

2 I parte: Aspectos relativos al plan de estudios 1 Datos generales Nombre del curso: Código: Tipo de curso: Electivo o no: Microcontroladores y Microprocesadores MT7003 Teórico-Práctico No Nº de créditos: 3 Nº horas de clase por semana: 4 Nº horas extraclase por semana: 6 % de las áreas curriculares: 62 Ubicación en el plan de estudios: Requisitos: Correquisitos: Curso del 7 mo semestre de la carrera Ingeniería Mecatrónica EL4210 Electrónica de Potencia MT7005 Formulación de Proyectos El curso es requisito de: Asistencia: Suficiencia: Posibilidad de reconocimiento: Obligatoria Sí Sí Vigencia del programa: 1 / Descripción general La utilización de microprocesadores y microcontroladores se ha convertido en un recurso importante para resolver problemas en la industria, en donde se requiera la captura y procesamiento de información. Es por esta razón que el Ingeniero en Mecatrónica debe contar con formación sólida en los fundamentos teóricos y prácticos de estos sistemas, entendiendo los aspectos estructurales básicos y de programación a bajo nivel, y así poder evaluar la viabilidad del desarrollo y diseño de los mismos. Área de Ingeniería Mecatrónica Licenciatura en Ingeniería Mecatrónica Página 2 de 5

3 3 Objetivos generales Analizar la arquitectura básica y operación de los microprocesadores y microcontroladores, incluyendo la microarquitectura, jerarquía de memorias, conjunto de instrucciones en lenguaje ensamblador e interrupciones. Aplicar estos conocimientos para la construcción de un proyecto basado en microprocesador o microcontrolador. 4 Contenidos 1. Introducción: Diseño de sistemas con microprocesador o microcontrolador 2. Memorias 2.1. Implementación de memorias 2.2. Jerarquía de memoria 2.3. Fundamentos de la memoria caché 2.4. Memoria virtual 3. Microprocesadores 3.1. Elementos de la arquitectura 3.2. Componentes, memorias, bus de direcciones, bus de datos, bus de control, mapas de memoria y decodificación de memoria Flujo de operación del microprocesador Búsqueda de la instrucción: El apuntador de programa, el apuntador de pila Decodificación de la instrucción: Decodificación y control de la instrucción Ejecución de la instrucción: La unidad aritmética lógica, el acumulador, el registro de estados, el banco de registros 3.7. Procesamiento de interrupciones 3.8. Modelo de programación del procesador 3.9. Definición del set de instrucciones y estructura de la instrucción Modos de direccionamiento Ensamblador Relación entre lenguaje de alto nivel, lenguajes máquina y ensamblador Puertos de entrada/salida: Latches, puertos paralelo y serie, contadores y temporizadores, convertidores digitales-analógicos y analógicos-digitales. 4. Microcontroladores 4.1. Arquitectura interna de los microcontroladores 4.2. Familias de Microcontroladores comerciales: Motorola, Microchip y otras 4.3. Microcontroladores de Microchip (ejemplo) 4.4. Conexión y programación de periféricos industriales (teclados, pantallas, etc.) 4.5. Aplicaciones típicas de los microcontroladores II parte: Aspectos operativos 5 Metodología de enseñanza y aprendizaje Clases magistrales, sesiones de práctica con solución de problemas, prácticas de laboratorio apoyadas con el uso de simuladores y sistemas de desarrollo, lo cual conlleva al desarrollo de proyectos basados en microprocesadores y microcontroladores. Área de Ingeniería Mecatrónica Licenciatura en Ingeniería Mecatrónica Página 3 de 5

4 6 Evaluación La evaluación consta de 2 exámenes parciales de 20% cada uno, 2 proyectos de diseño e implementación de 20% cada uno, y tareas y trabajo en clase que es evaluado con un 20%. Estos rubros suman el 100% total del curso. 7 Bibliografía Obligatoria [1] B. Brey. Microprocesadores Intel: Arquitectura, Programación e Interfaz. Pearson, 7ma edición, [2] P. Abel. Lenguaje ensamblador y programación para PC IBM y compatibles. Pearson, 3era edición, [3] D. Patterson, J. Hennessy. Arquitectura de Computadores. McGraw Hill, [4] Intel. iapx 86, 88, 186 and 188 User s Manual and Programmer s Reference. Intel Corporation, [5] M. Rafiquzzaman. Microprocessors and Microcomputer-based System Design. CRC Press, 2da edición, [6] K. Irvine. Lenguaje Ensambaldor para computadores basadas en Intel. Pearson, 5ta edición, Complementaria [1] J. Duntemann. Assembly Language Step by Step, Programming with Linux. Wiley, 3ra edición, [2] S. Dandamudi. Guide to Assembly Language Programming in Linux. Springer, 1ra edición, [3] F. Valdes-Perez, R. Pallas-Areny. Microcontrollers: Fundamentals and Applications with PIC. CRC Press, 1ra edición, [4] L. Di Jasio et al. PIC Microcontrollers: know it all. Newnes, 1ra edición, [5] T. Wilmshurst. Designing Embedded Systems with PIC Microcontrollers. Newnes, 1ra edición, [6] D.W. Smith. PIC in practice. Newnes, 2da edición, [7] J.M. Angulo Usategui et al. Microcontroladores PIC. McGraw Hill, 1ra edición, Área de Ingeniería Mecatrónica Licenciatura en Ingeniería Mecatrónica Página 4 de 5

5 8 Profesor Jorge Alberto Castro Godínez es licenciado en Ingeniero Electrónica, es egresado del Instituto Tecnológico de Costa Rica, cuenta con 4 años de experiencia en sistemas embebidos, tanto en la industria como en la academia. Actualmente trabaja en su tesis de la maestría en Ingeniería Electrónica. Consulta: miércoles de 9:30 am a 11:30 am, oficina 42, Escuela de Ingeniería Electrónica. Teléfono: jocastro@itcr.ac.cr / jocastro@ietec.org Área de Ingeniería Mecatrónica Licenciatura en Ingeniería Mecatrónica Página 5 de 5